Datación Absoluta de Rocas: Métodos Cronográficos y Cronométricos

Métodos de Datación Absoluta

Actualmente disponemos de procedimientos cronográficos y cronométricos basados en el estudio en detalle de estratos, cálculos astronómicos y métodos físico-químicos, permitiéndonos determinar la edad absoluta (el tiempo transcurrido desde la formación de una roca hasta nuestros días).

Cronografía de Varvas

Este método estratigráfico permite establecer medidas de años absolutas. Se basa en el estudio de lagos glaciares, dando medidas absolutas al seguir activos o relativas al haber desaparecido con el tiempo, quedando la huella de su presencia en forma de depósitos sedimentarios. Se estudia la deposición de arcillas y depósitos limosos, dispuestos en estratos. Estos son más claros cuando están compuestos por limos y arenas (depositados en verano), y más oscuros y arcillosos, con presencia de residuos orgánicos (depositados en invierno). El conjunto de un estrato de verano y otro de invierno constituye una varva. El número total facilita un valor de tiempo total absoluto o relativo. Este procedimiento abarca datos cronométricos de hasta 25.000 años, limitándose a regiones donde se hayan producido dichos estratos (presencia de lagos glaciares).

Dataciones Astronómicas

Están basadas en oscilaciones prolongadas de la radiación solar, motivadas por variaciones periódicas de la inclinación del eje de rotación de la Tierra, de la excentricidad de su órbita y del equinoccio. Estas variaciones deben haber alterado las condiciones climáticas del planeta y, por tanto, se verán reflejadas cronológicamente en el medio, aunque los resultados obtenidos son ambiguos.

Dataciones Físico-Químicas

Estos métodos, entre los que destacan los de datación radiométrica, aportan los datos más antiguos. Se basan en determinar en las rocas las trazas de elementos radiactivos que contienen. Los elementos químicos se pueden encontrar en la naturaleza bajo distintas formas, todas con el mismo número de protones, pero se diferencian en el número de neutrones. La forma más usual es la que conocemos del elemento químico en cuestión, que suele ser más del 95% del total del elemento presente en la naturaleza. Las otras formas son isótopos estables e isótopos radiactivos. Por ejemplo, del carbono conocemos su forma elemental ¹²C, un isótopo estable ¹³C y un isótopo radiactivo ¹⁴C. Las técnicas radiométricas se fundamentan en que un isótopo radiactivo va reduciendo su radiactividad de forma constante a partir del momento de la formación de la roca. El segundo supuesto es que los isótopos radiactivos se desintegran irreversiblemente siguiendo una ecuación exponencial:

dP/dt = -xP (siendo P la cantidad de elementos iniciales durante el tiempo t, x el índice de proporcionalidad propio de cada elemento)

Esta relación implica que la velocidad de desintegración del elemento no es constante. Los periodos de pérdida de radiactividad varían de un isótopo a otro, pero para un mismo elemento tienen valores característicos. Gracias a esto se puede definir el periodo de semidesintegración (vida mitad) como el tiempo necesario para que un elemento reduzca su abundancia radiactiva a la mitad. Este tiempo puede ir desde varios segundos hasta 10.000 millones de años. Gracias a estos productos de semidesintegración se puede determinar la edad absoluta de las rocas que contienen los elementos en cuestión. Los diferentes elementos usados en las dataciones físico-químicas son:

• El conocido carbono 14, que abarca un espacio máximo de tiempo de 70.000 años.
• El método del plomo, sirviéndose de tres series de desintegración, es también muy empleado. Son utilizados los isótopos uranio 238 ²³⁸U, uranio 235 ²³⁵U, y torio 232 ²³²Th, todos ellos acaban convirtiéndose en plomo, permitiendo determinar cronologías hasta la era Precámbrica (época a la que también llega el método del hielo).
• El método de Potasio-Argón, usando el potasio radiactivo ⁴⁰K, convirtiéndose en 11% de Ar y 89% de Ca.
• El método de Rubidio-Estroncio, se basa en la transformación de ⁸⁷Rb en ⁸⁷Sr, emitiendo partículas beta (ß). Estos y otros elementos químicos de la serie de transición se utilizan para cronologías que van desde los 5.000 hasta los 120.000 años.

Todos estos métodos no son muy efectivos en rocas sedimentarias, ya que se componen de otras rocas previamente formadas y sometidas a procesos erosivos; sin embargo, ofrecen buenos resultados en las rocas ígneas. Además, las técnicas y aparatos de medida de estos métodos presentan errores en la determinación, lo que vuelve complejo el estudio de los materiales geológicos.

El método huellas de fisión se emplea para determinar la edad de micas y feldespatos, basándose en un simple recuento de las trazas de desintegración espontánea de núcleos atómicos pesados (como ²³⁸U, ²³⁵U, ²³²U).

Junto a estos procedimientos radiactivos, los métodos de análisis paleomagnéticos permiten el estudio de materiales volcánicos y se basan en determinar la orientación e intensidad del campo magnético de las rocas, que depende de la polaridad de la Tierra en el momento de la formación de dichos materiales.